Устройство сглаживания цифровой информации

Авторы патента:

G06F17/17 - вычисление функций приближенными методами, например интерполяцией или экстраполяцией, сглаживанием, методом наименьших квадратов (интерполяция для числового управления G05B 19/18)

Оп ИСАНИЕ gg

ИЗОБР ТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61} Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 051277 (21) 2551371/18-24 (51) М

G 06 F 15/34 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 3006.80. Бюллетень ¹ 24

Дата опубликования описания 30.06.80 (53) Уд((681. 14 (088.8) (72) Авторы изобретения

Б.Г, Соколов, И,И. Рабин, Г,М, Кузнецов и Ю.Г. Штомпель (71) Заявитель

Грозненское научно-производственное объединение Промавтоматика (54) УСТРОЙСТВО СГЛАЖИВАНИЯ ЦИФРОВОЙ ИНФОРМАЦИИ

Изобретение относится к области вычислительной техники, в частности применяется для статистической о6работки измеряемой цифровой информации.

Оно может быть использовано также в специализированных устройствах, применяемых для анализа статистических экспериментальных данных.

Известно устройство (1), содержащее блок динамического алгебраического сложения, блок деления, блок установки режима, реверсивный счетчик, блок управления, элементы И, ИЛИ, НЕ, вычитающий счетчик. Однако данное устройство довольно сложное, содержит арифметические блоки и не может использоваться в малогабаритных измерительных цифровых приборах или промышленных информационно-измерительных системах, 20

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство (2), содержащее генератор эталонной частоты, первый ре- 25 гистр, 1 -е .информационные входы которого соединены, с (i + 1) -м выходом ! сумматора, вход первого слагаемого которого соединен со счетчиком, а вход второго слагаемого вЂ” с выходом

1 второго регистра, информационные входы которого связаны с выходом первого регистра, а управляющий вход второго регистра соединен через второй формирователь, импульсов с первым.

Устрой ст во осуществляет сглаживание по формуле ( где X и вЂ” текущее измерение;

V„,ó„„- текущее и предшествующее сглаженные значения; о(вЂ” коэффициент сглаживания, Недостатком рассматриваемого устройства является малый фиксированный коэффициент сглаживания (о(= 1/2), что ограничивает область применения устройства сглаживания малым уровнем помех.

Цель изобретения вЂ” расширение функциональных воэможностей устройства путем регулирования параметра сглаживания в широком диапазоне.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее сумматор, первый вход которого соединен с выходом первого регистра, а (n + 1)-й вы744599

3 ход - с rl -м входом второго регистра, генератор, выход которого соединен с первым входом элемента И, блок управления, введены два триггера, третий регистр, счетчик, схема сравнения, коммутатор. При этом вход блока управления является управляющим входом устройства, а выход соединен с единичными входами первого и второго триггеров, управляющими входами первого регистра и коммутатора и с нулевым входом счетчика, выход которого подключен к первому входу схемы сравнения. Вход установки параметра сглаживания соединен со вторым входом схемы сравнения, выход которой подключен к нулевому входу первого триггера и к управляющему выходу устройства. Выход первого триггера соединен со вторым;входом элемента И, выход которого связан со счетным входом второго триггера, инверсный выход которого соединен со счетным входом счетчика и с управляющим входом второго регистра. Выход второго регистра является информационным выходом устройства и соединен с первым входом коммутатора, второй вход которого является первым информационным входом устройства, вход первого регистра вЂ” вторым информационным вхо дом устройства. Выход коммутатора соединен с входом третьего регистра, управляющий вход которого соединен с прямым выходом второго триггера, а выход вЂ” со вторым входом сумматора.

Блок-схема устройства приведена на чертеже.

Устройство сглаживания цифровой информации содержит блок 1 управления, триггеры 2, 3, генератор 4, элемент И 5, регистры 6, 7, 8, счетчик 9, схему 10 сравнения, сумматор

11, коммутатор 12, С выхода регйст - ра 7 поступает текущее сглаженное значение информации у; . На вход регистра 6 подается предшествующее сглаженное значение информации ч

1+ 1

На второй вход коммутатора 12 подается сигнал текущего значения информации х), а на второй вход схемы 10 сравнения вЂ” кодированное значение z параметра сглаживания с(. С выхода схемы сравнения поступает сигнал с . окончания работы устройства.

Устройство работает следующим образом.

Управляющим сигналом C„ запускается блок 1 управления и с сигналом с его выхода триггеры 2, 3 устанавливают в единичное состояние,счетчик 9 вЂ” в нулевое, в регистр записывается предшествующее сглаженное значение информации у; „ и коммутатор подключает сигналы текущего значения информации Х; к выходу регистра 8 ° Во время"переключения триггера 3 в единичное состояние на управляющий вход регистра 8 поступает импульсный сигнал, разрешающий запись текущего значения информации х. в регистр 8. Сигналом с триггера 2 открывается элемент И 5 и через чего на счетный вход триггера 3 поступают импульсы с генератора 4, Первым импульсом триггер 3 переходит в нулевое состояние и импульсным сигналом с его инверсного выхода в счетчик 9 запишется первый сигнал, а в регистр 7 вЂ” значение, численно равное полусумме

Значений текущего значения х и

1 предшествующего сглаженного значения, т.е.

i х,+у,-4

15 2.

При отсутствии сигнала с блока 1 управления через коммутатор 12 на вход регистра 8 поступает сигнал о выходе регистра 7, который записы20 вается в регистр 8, когда триггер

3 установится в единичное состояние, Переключение триггера 3 в единичное состояние осуществляется каждым четным импульсом, поступившим через элемент И 5 с генератора 4.

При следующем импуль се, поступившем на вход триггера 3, происходит запись второго импульса в счетчик 9, а в регистр 7 запишется число

У,+У, 1

У., или с учетом первого цикла

«. = вЂ” » вЂ” », „=(-)«.»(л-() )».

Аналогично можно показать, что на третьем цикле сигнал на выходе регистра 7 станет равным .«," =Я) «,ф-(-") )», При совпадении числа циклов, за4Р писанного в счетчике 9, с заданньи значением z, со схемы 10 сравнения поступает сигнал, устанавливающий триггер 2 в нулевое положение и тем самым прекращающий поступление

45 импульсов с генератора 4 на счетный вход триггера 3. При наличии сигнала, поступающего со схемы сравнения

C„, с выхода регистра 7 считывается сглаженное значение инфОрмации у,, определяемое соотношением

2. которое является оператором экспоненциального сглаживания при параметре сглаживания a (вЂ "j и описы2 вается в общем случае .рекуррентным соотношением

У;=Ф Х;+(4-Ф1Уь «, В одноканальных системах выход регистра 7 соединяется с входом регистра 6. В многоканальных системах, где необходимо сглаживать информацию, поступающую по нескольким кана. лам с различными параметрами сглаживания с для каждого канала инФ

744599 маци я о предшествующем сглаженном значении ;„и кодированное значение Z параметра сглаживания d, выбираются из соответствующих ячеек блока памяти (на чертеже не показан) и поступает на информационные входы устройства. После выполнения операции сглаживания информация о текущем сглаженном значении у; записывается в ячейку памяти, где раньше хранилось ее предшествующее значение.

Использование изобретения позволит создать устройство сглаживания цифровой информации с регулирующим параметром сглаживания в широком диа-, пазоне. В результате чего будет расширена сфера применения устройства и устранена необходимость в разработке ряда устройств сглаживания цифровой информации с различными параметрами сглаживания.

Простота и компактность данного устройства позволит испольэовать его в малогабаритных измерительных цифровых приборах или промышленных ин- формационно- измерительных системах, Формула изобретения

Устройство сглаживания цифровой информации, содержащее сумматор, первый вход которого соединен с выходом первого регистра, а (n + 1)-й выход вЂ” сп -м входом второго регистра, генератор, выход которого соединен с первым входом элемента И, блок управления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем регулирования параметра сглаживания в широком диапазоне, в него введены два триггера, третий регистр, счетчик, схема сравнения, коммутатор, причем вход блока управления является управляющим входом устройства, а выход соединен с единичными входами первого и второго триггеров, управляющими входами первого регистра и коммутатора и с нулевым входом счетчика, выход которого подключен к первому входу схемы сравнения, вход уст ановки параметра сглаживания устройства

"оединен со вторым входом схемы сравнения, выход которой подключен к нулевому входу первого триггера и к управляющему выходу устройства, выход первого триггера соединен со вторым входом элемента И, выход которого соединен со счетным входом второго триггера, инверсный выход которого соединен со счетным входом счетчика и с управляющим входом вто2О рого регистра, выход второго регистра является информационным выходом устройства и соединен с первым входом коммутатора, второй вход которого является первым информационным 5 входом устройства, вход первого регистра является вторым информационным входом устройства, выход комму-. татора соединен с входом третьего регистра, управляющий вход которого

ЗО соединен с прямым выходом второго триггера, а выход вЂ” со вторым входом сумматор а .

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 497591, кл. G 06 F 15/36, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 241.3943/18-21 кл. G 06 F 15/34, 1972 (прототип) .

744599

Составитель Н.Палеева

Техред Л.Теслюк Корректор М. Вигула

Редактор И.Грузова

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная,4

Заказ 3663/4 Тираж 751 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР